[實用新型]大煤樣多元氣體吸附解吸一體化實驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220245497.X
• 申請日: 2012-05-29
• 公開（公告）號: CN202562897U
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設計）人: 林海飛;李樹剛;成連華;潘紅宇;趙鵬翔;李志梁;李莉;黃金星;王紅勝;肖鵬;任海峰;張?zhí)燔?/a>;劉超;徐剛;索亮
• 申請（專利權(quán)）人: 西安科技大學
• 主分類號: G01N30/02
• 分類號: G01N30/02
• 代理公司: 西安文盛專利代理有限公司 61100
• 代理人: 彭冬英

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及研究大煤樣進行多元氣體吸附解吸特性的實驗臺，具體是在前人研究煤樣吸附解吸甲烷的基礎(chǔ)上，對大煤樣吸附解吸單一、兩種或兩種以上氣體時，研究其吸附解吸特性的一體化實驗臺。適用于各大煤炭院校、礦山開采行業(yè)科研院所使用。

背景技術(shù)

瓦斯是混合氣而非單一甲烷氣體，為了提高資源量估算、儲層描述和產(chǎn)能預測的準確性，對煤吸附解吸多組分氣體特性的研究也越來越受到國內(nèi)外學者的重視。處于中試階段的注入CO₂或N₂提高煤層氣采收率技術(shù)的理論基礎(chǔ)也是多組分吸附解吸，這些都促使多組分吸附解吸技術(shù)和理論逐漸成為煤層氣基礎(chǔ)理論研究的新焦點。通過煤層氣多組分吸附解吸的研究，可以提高煤層氣資源量估算和產(chǎn)能預測的準確性，為煤層瓦斯抽采、煤層氣開發(fā)提供可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及技術(shù)支持，因此在這個領(lǐng)域需要開展更細致、深入的研究。目前使用的混合氣體吸附裝置，缺少了混合氣體解吸環(huán)節(jié)，無法實現(xiàn)煤體對多組分氣體吸附解吸特性的一體化實驗研究。又因為目前吸附解吸實驗裝置，其功能實現(xiàn)主要著眼于對單一氣體吸附解吸特性的實驗研究。同時各吸附解吸實驗裝置、實驗臺實驗煤樣量較少，大大限制了實驗條件，使得由實驗得出的結(jié)果與現(xiàn)場條件下的實際規(guī)律存在差異。

發(fā)明內(nèi)容

為了研究大煤樣對多元氣體的吸附解吸特性，本實用新型提供一種大煤樣多元氣體吸附解吸一體化實驗裝置。

本實用新型采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種大煤樣多元氣體吸附解吸一體化實驗裝置，包括充氣系統(tǒng)、吸附系統(tǒng)、脫氣系統(tǒng)、恒溫系統(tǒng)、測量計量和氣體成分分析系統(tǒng)，充氣系統(tǒng)由高壓氣瓶I（1）、高壓氣瓶II（2）、混合氣罐（3）、氣體控制閥（5）、壓力傳感器（6）和壓力表（4）組成；吸附系統(tǒng)由煤樣罐（7）、壓力傳感器和壓力表組成；脫氣系統(tǒng)由真空泵（14）、復合真空計（15）、氣體控制閥組成；恒溫系統(tǒng)由水浴溫度計（8）、恒溫水?。?）、水浴溫度控制器（10）及超級恒溫計（11）組成；測量系統(tǒng)由壓力表（4）、壓力傳感器（6）、流量計（12）和集氣瓶（13）組成；氣體成分分析系統(tǒng)由集氣瓶（13）和氣相色譜儀（17）組成，高壓氣瓶I（1）和高壓氣瓶I?I（2）分別經(jīng)過氣體控制閥（5）與混合氣罐（3）相連，混合氣罐（3）與煤樣罐（7）相連，煤樣罐（7）分別與真空泵（14）、復合真空計（15）和流量計（12）、集氣瓶（13）相連，集氣瓶（13）與氣相色譜儀（17）相連，煤樣罐（7）外設有恒溫水浴（9），恒溫水?。?）上設有水浴溫度計（8）和水浴溫度控制器（10），恒溫水浴（9）與超級恒溫計（11）連接。

本實用新型建立了一整套的大煤樣多元氣體吸附解吸一體化實驗臺，以此來實現(xiàn)多元氣體吸附解吸一體化實驗研究。本實用新型可人為的控制和改變實驗條件，從而可對不同氣體濃度比、體積比、不同氣體組分及變溫、變粒徑、不同含水量煤樣、混合煤樣條件下大煤樣吸附解吸特性的規(guī)律進行實驗研究。實驗效果清楚直觀，實驗周期短、見效快，可為進一步研究煤吸附解吸特性提供便利。

附圖說明

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

一種大煤樣多元氣體吸附解吸實驗裝置，包括充氣系統(tǒng)、吸附系統(tǒng)、脫氣系統(tǒng)、恒溫系統(tǒng)及測量計量系統(tǒng)及氣體成分分析系統(tǒng)。充氣系統(tǒng)由高壓氣瓶I（1）、高壓氣瓶II（2）、混合氣瓶（3）、氣體控制閥（5）、壓力傳感器（6）和壓力表（4）組成；吸附系統(tǒng)由煤樣罐（7）、壓力傳感器和壓力表組成；脫氣系統(tǒng)由真空泵（14）、氣體控制閥組成；恒溫系統(tǒng)由水浴溫度計（8）、恒溫水?。?）、水浴溫度控制器（10）和超級恒溫計（11）組成；測量計量系統(tǒng)由壓力表、壓力傳感器、流量計（12）及集氣瓶（13）組成；氣體成分分析系統(tǒng)由集氣瓶（13）和氣相色譜儀（17）組成。高壓氣瓶I（1）和高壓氣瓶II（2）分別經(jīng)過氣體控制閥（5）與混合氣罐（3）相連，混合氣罐（3）與煤樣罐（7）相連，煤樣罐（7）分別與真空泵（14）、復合真空計（15）和流量計（12）、集氣瓶（13）相連，集氣瓶（13）與氣相色譜儀（17）相連，煤樣罐（7）外設有恒溫水?。?），恒溫水浴（9）上設有水浴溫度計（8）和水浴溫度控制器（10），恒溫水?。?）與超級恒溫計（11）連接。

本實用新型操作過程如下：實驗開始前，將高壓氣瓶I（1）、高壓氣瓶II（2）、混合氣瓶（3）、煤樣罐（7）、氣體控制閥（5）、流量計（12）、集氣瓶（13）和氣相色譜儀通過銅管（16）連接起來，將真空泵（14）及復合真空計（15）與煤樣罐7連接。在各測量部位安裝壓力表（4）、壓力傳感器（6），如圖1所示。將實驗所需的各單一氣體按一定的壓力比充入混合氣瓶（3）中，將其靜置48小時以上。待氣體完全混合后打開與吸附系統(tǒng)連接的氣體控制閥，將其充入煤樣罐7內(nèi)，實驗煤樣開始吸附氣體，當煤樣吸附平衡后，對煤樣罐7內(nèi)游離態(tài)氣體成分利用氣相色譜儀17采樣，并進行分析，而后調(diào)節(jié)相應的氣體控制閥，進行解吸實驗。解吸氣體量由流量計12及集氣瓶13測得，從而實現(xiàn)大煤樣吸附解吸多元氣體一體化。煤樣吸附解吸多元氣體后，每個壓力等級條件下對集氣瓶13內(nèi)的氣體進行提取。然后，利用氣體色譜分析儀17對采集到的氣體進行分析，對分析結(jié)果進行總結(jié)，從而揭示出煤吸附解吸瓦斯的特性及變溫、變粒徑條件下煤吸附解吸瓦斯的規(guī)律。